[发明专利]一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金及其制备方法

摘要

本发明提供一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金及其制备方法，是对如下质量百分数比的元素：Si:9‑11％，Cu：2.7‑3.2％，Mg：0.25‑0.35％，Zr：0.2‑0.25％，Sr：0.03‑0.04％，Mn：0.12‑0.15％，Fe：0＜w(Fe)≤0.2％，Zn：0＜w(Zn)≤0.2％，余量为Al；通过步骤(1)原料干燥、步骤(2)熔融、步骤(3)熔炼、步骤(4)检测、步骤(5)精炼、步骤(6)浇铸的制备工艺所获得的合金。本发明的近共晶铝硅铜镁合金，力学性能测验结果为，铸态时：室温抗拉强度为215‑245MPa，断口延长率为2‑3.5％，布氏硬度为88‑90；热处理态(T6)时：室温抗拉强度为410‑440MPa、断口伸长率为3.5‑4.5、布氏硬度为125‑130。本发明的合金可制备薄壁、复杂铸件；用于承受重大载荷、形状复杂的大、中型铸件，可满足航空、汽车重要零(部)件服役要求。

主权项

1.一种高强韧性近共晶铝硅铜镁合金，其特征在于，所述近共晶铝硅铜镁合金是通过对如下质量百分数比的元素按如下工艺进行制备后得到的合金，所述的如下质量百分数比的元素为：Si:9‑11％，Cu：2.7‑3.2％，Mg：0.25‑0.35％，Zr：0.2‑0.25％，Sr：0.03‑0.04％，Mm：0.12‑0.15％，Fe：0＜w(Fe)≤0.2％，Zn：0＜w(Zn)≤0.2％，余量为Al；所述的如下制备工艺为：步骤(1)原料干燥：分别称取工业硅、Al‑50％Cu、镁锭、Al‑5％Zr、Al‑10％Mn、Al‑10％Sr中间合金；然后按前述原料总投料重量的0.3％称取无毒精炼剂；将称取的工业硅、Al‑50％Cu、镁锭、Al‑5％Zr、Al‑10％Mn、Al‑10％Sr中间合金、精炼剂和铝锭置于200℃的恒温预热干燥炉中干燥1.5‑2h；步骤(2)熔融：将步骤(1)中干燥后的工业硅、铝锭置于工业电炉内，设定炉温为850‑950℃；待炉内的重熔用铝锭、工业硅全部熔化，搅拌炉内铝液熔体10‑15min，然后加入加入所述步骤(1)中预热干燥的无毒精炼剂，搅拌后静置5‑10min，撇渣；步骤(3)熔炼：在工业电炉中加入步骤(1)中干燥后的Al‑50％Cu、Al‑5％Zr、Al‑10％Mn、Al‑10％Sr中间合金，并设定炉内熔体温度为800℃；待炉内所有物料全部熔清，调整温度至750‑775℃，保温15‑25min，加入所述步骤(2)中剩余的无毒精炼剂，搅拌并静置5‑10min，撇渣；加入步骤(1)中干燥预热后的镁锭，将所述镁锭压入铝合金熔体内部至镁锭全部熔化，轻轻搅拌5min；步骤(4)检测：通过炉前快速取样，并进行凝固过程特征参数测量，确定成分合格、共晶Si变质、铝相细化达到要求；步骤(5)精炼：将氮气导入铝合金熔体，进一步进行精炼，导入时间控制在5‑10min，静置5‑10min撇渣；步骤(6)浇铸：整铝合金熔体温度，在710±10℃时出炉浇注，即为高强韧性近共晶铝硅铜镁合金铸态材料。